Hebei Messi Biology Co., Ltd. weist darauf hin, dass Magnesiumoxid (MgO) ein unverzichtbares anorganisches Funktionsmaterial ist, das in Bereichen wie Adsorption, antibakteriellen Anwendungen, Katalyse, Medizin und Feuerfesttechnik weit verbreitet ist und sich zudem durch Umweltfreundlichkeit, Ungiftigkeit und Kosteneffizienz auszeichnet. Obwohl zur Herstellung von MgO derzeit Verfahren in der Flüssig-, Gas- und Festphase eingesetzt werden, mangelt es an einfachen, kontinuierlichen Herstellungsverfahren; zudem liefern bestehende Materialien bei der Wasseraufbereitung und in antibakteriellen Anwendungen oft keine hohe Leistungsfähigkeit. Motiviert durch die Notwendigkeit, Magnesiumchlorid aus Salzseen zu verwerten, nutzt diese Studie ein einfaches und effizientes, aerosolgestütztes Verfahren – welches Probleme wie die bei herkömmlichen Methoden häufig auftretende Partikelagglomeration vermeidet –, um MgO-Mikrokugeln sowie MgO@C-Verbundmikrokugeln herzustellen und anschließend deren Adsorptions- und antibakterielle Eigenschaften zu untersuchen.
Die wesentlichen Inhalte der Arbeit sind wie folgt:
(1) Herstellung von MgO mittels eines Hydrolyse-Fällungs-/aerosolgestützten Verfahrens und Untersuchung seiner Adsorptionseigenschaften. Unter Verwendung von Magnesiumchlorid als Magnesiumquelle und Harnstoff als Fällungsmittel besteht das resultierende MgO aus Mikrokugeln, die aus aggregierten Nanopartikeln gebildet werden. Die Adsorption von Kongorot folgt einer Kinetik pseudo-zweiter Ordnung und wird durch einen Chemisorptionsmechanismus bestimmt; die Adsorptionsisotherme entspricht dem Langmuir-Modell (was auf eine Monoschicht-Adsorption hinweist), mit einer maximalen Adsorptionskapazität von 765 mg/g.
(2) Herstellung von kugelförmigem MgO mittels eines aerosolgestützten Verfahrens und Untersuchung seiner Adsorptions- und antibakteriellen Eigenschaften. Unter Verwendung einer wässrigen Magnesiumchloridlösung als Ausgangsmaterial besteht das resultierende MgO aus Mikrokugeln, die aus aggregierten Nanoschichten gebildet werden. Die Adsorption von Pb(II) folgt einer Kinetik pseudo-zweiter Ordnung und wird durch einen Chemisorptionsmechanismus bestimmt; die Adsorptionsisotherme entspricht dem Langmuir-Modell (was auf eine Monoschicht-Adsorption hinweist), mit einer maximalen Adsorptionskapazität von 4091 mg/g. Das Material weist eine minimale Hemmkonzentration (MHK) von 1000 mg/L auf und erzielt eine antibakterielle Wirksamkeit von über 99 % gegenüber *Escherichia coli* und *Staphylococcus aureus*. Die Studie zeigt, dass die antibakterielle Aktivität des MgO-Materials auf der Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) beruht, die oxidativen Stress auslösen; Insbesondere greifen an der Oberfläche gebildete Superoxid-Radikale (O₂⁻) Membranlipide an, was zu Schäden an der Zellmembran führt. (3) Herstellung von MgO@C-Verbundstrukturen mittels eines aerosolgestützten Verfahrens und Untersuchung ihrer Adsorptionseigenschaften. Die aus wässrigen Lösungen von Magnesiumchlorid und einer Kohlenstoffquelle hergestellten MgO@C-Verbundmaterialien weisen eine kugelförmige, blumenartige Struktur auf. Untersuchungen ergaben, dass die Adsorptionskinetik dem Modell pseudo-zweiter Ordnung folgt, was darauf hindeutet, dass der Adsorptionsprozess durch einen Chemisorptionsmechanismus bestimmt wird. Die Adsorptionsisothermen entsprechen dem Langmuir-Modell, das für die Monoschicht-Adsorption charakteristisch ist; die maximalen Adsorptionskapazitäten des MgO@C-Verbundmaterials betrugen 4024 mg/g für Kongorot, 82 mg/g für Tetracyclin und 5166 mg/g für Pb(II)-Ionen.